[发明专利]一种2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸的合成方法

说明书

 

技术领域

本发明属有机化合物合成领域，涉及一种2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-

羧酸的合成方法，尤其涉及一种不需分离中间产物、可连续合成2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸的方法。

背景技术

2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸（2-amino-Δ2-thiazoline-4-carboxylic acid,以下简称ATC）是酶法转化合成L-半胱氨酸的底物，也是化学或电化学合成DL-半胱氨酸的起始原料。目前L-半胱氨酸主要通过水解头发或者动物毛发制备，生产过程污染大，产品属动物来源性，纯度低。酶法转化合成L-半胱氨酸是近年来发展起来的新工艺，克服了传统毛发水解工艺的的缺点，具有光明的发展前景。L-半胱氨酸广泛用于食品、医药、化妆品等，DL-半胱氨酸用做医药中间体等。

ATC合成的主要过程是，丙烯酸甲酯氯化合成2,3-二氯丙酸甲酯，然后在碱性条件下合成2-氯丙烯酸，再在酸性条件下与硫脲反应后，通过调高PH值闭环得到2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸。

美国专利US Patent 4072687研究了以2-氯丙烯酸为起始物，先与硫脲反应合成S-（β-羧酸-β-氯乙烯）异硫脲，再进行环合制取ATC的方法，过程需分离出中间产物S-（β-羧酸-β-氯乙烯）异硫脲，合成步骤繁琐，总收率较低。该专利也未涉及2-氯丙烯酸的合成方法。

吕亚萍等（精细化工[J]，第19卷，第5期，2002年5月，264～265页）采用将150克丙烯酸与4倍计600毫升四氯化碳混合后，加入0.35克自制铜基阻聚剂，于50℃下通入氯气进行氯化反应，减压蒸除溶剂和过量的氯气，再减压蒸馏，收集133-135℃/1333.2Pa馏分，2,3-二氯丙酸收率为86.5%。丙烯酸熔点较高，在较低氯化温度下为固体，通常需加入惰性溶剂才能成为液体便于氯化。大量的惰性溶剂增加了反应步骤，降低了设备利用率，还需增加溶剂回收设备，溶剂回收能耗也较大。

丙烯酸甲酯是价格较低廉且较容易得到的大宗化工原料，但是，它在氯化过程也中存在着自聚，气液分散困难，反应速率低，氯化反应放热量大易引起爆沸，合成过程需添加大量惰性溶剂等因素，制约了氯化收率的提高和生产成本的降低。因此，研发一种工艺简化、无需分离提纯中间体、生产成本低的ATC合成工艺十分必要。

发明内容

本发明目的在于提供一种无需分离中间体、工艺简化的2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸的合成新方法。

为实现本发明目的，技术方案如下：

以丙烯酸甲酯与氯气为起始原料合成ATC的过程有如下四个化学反应。

丙烯酸甲酯氯化：

2-氯丙烯酸的合成：

2-氯丙烯酸与硫脲加成：

环合：

具体步骤如下：

(1)将加有助溶剂的丙烯酸甲酯在-5℃～10℃温度下与氯气进行反应，通气完成后升温到40℃～50℃，搅拌反应，制备2，3-二氯丙酸甲酯；(2) 2，3-二氯丙酸甲酯与NaOH水溶液于30℃～40℃反应合成2-氯丙烯酸；（3）不经分离再加入硫脲与盐酸，75℃～85℃反应，减压蒸出水，冷却，离心脱除固体废弃物；（4）过滤后的反应液升温到60℃～70℃，再加入NH₃·H₂O，调整反应溶液PH到7.0～7.5，搅拌反应，然后减压浓缩，冷却结晶，离心脱水。

所述的助溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、三乙醇胺中的一种或两种,其加入量为丙烯酸甲酯投入重量的1%～5%。